Cómo calcular la transmisión de calor con la ley de Fourier: el flujo de calor en régimen estacionario a través de una pared plana es Q = k·A·ΔT/L, donde k es la conductividad térmica (W/m·K), A el área (m²), ΔT la diferencia de temperatura, L el espesor (m). La ley de Fourier (1822) es la base de la termofísica de conducción y del balance energético del edificio.

Fórmula y parámetros

La ley de Fourier afirma que el flujo q (W/m²) es proporcional al gradiente de temperatura: q = -k·dT/dx. En régimen 1D estacionario Q = k·A·ΔT/L. Resistencia térmica R = L/(k·A). Transmitancia U-value = 1/Σ(L_i/k_i). En España el CTE DB-HE y la UNE-EN ISO 6946 codifican los requisitos energéticos NZEB.

Historia

Jean-Baptiste Joseph Fourier publicó la teoría en 1822. Desarrolló las series de Fourier para resolver la ecuación del calor. Lord Kelvin y Maxwell extendieron en el siglo XIX. Hoy es la base del CTE en España, UNE-EN ISO 6946 y RITE para certificación energética. El IDAE publica datos de referencia para edificios NZEB.

Conductividad de los materiales (k en W/m·K)

• Vacío: 0
• Aerogel: 0,015
• Aire estanco: 0,026
• Lana mineral: 0,034-0,040
• Poliuretano: 0,022-0,028
• EPS: 0,034-0,038
• Madera (abeto): 0,12
• Ladrillo macizo: 0,72; hueco 0,30
• Hormigón: 1,4-2,1
• Vidrio: 1,0-1,1
• Acero: 50; aluminio 237; cobre 401
• Agua: 0,6 a 20°C

Ejemplos numéricos

Ejemplo 1 — pared aislada. 10 cm lana mineral, A=10 m², ΔT=20 K. Q=80 W. En 24h: 1,92 kWh. U=0,4 W/m²·K, cumple CTE DB-HE.

Ejemplo 2 — ventana monocristal. 4 mm vidrio, ΔT=20 K. Q=10 kW. Con convección U≈5,7. Doble vidrio U=2,8.

Ejemplo 3 — disipador CPU. Aluminio 1 cm², 5 mm, ΔT=75 K. Q=355 W.

Ejemplo 4 — pared multicapa. Ladrillo 25 cm + aislante 8 cm + revoque 1,5 cm. R=2,586. U=0,363 W/m²·K cumple zona climática.

Ejemplo 5 — frigorífico. PU 4 cm, A=5 m², ΔT=18. Q=56 W. 1,35 kWh/día, 192 kWh/año clase A++.

Limitaciones

1. Régimen estacionario; transitorios: ecuación del calor.
2. 1D simplificado; 2D/3D: FEM.
3. Material homogéneo.
4. Convección y radiación superficiales.
5. Puentes térmicos: ψ-value.
6. Humedad: condensación EN ISO 13788.
7. k variable con T.
8. Nanoescala (<100 nm): cuántico.

Errores comunes

1. Confundir k con C (conductancia).
2. °C vs K en valores absolutos.
3. Sumar k en serie en vez de resistencias.
4. Ignorar convección/radiación superficial.
5. Despreciar puentes térmicos.
6. Área bruta vs neta.
7. Envejecimiento aislantes.
8. Posa real con huecos.

Aplicaciones prácticas

1. Aislamiento edilicio (CTE DB-HE, NZEB).
2. Ahorro energético (CEE, IDAE).
3. Cadena del frío.
4. Electrónica (disipadores).
5. Hornos industriales.
6. Aislamiento criogénico.
7. Geotermia.
8. Tuberías UNE 11500.
9. Investigación materiales (UNE-EN ISO 8302).
10. Arquitectura sostenible (BREEAM).

Soporte

Preguntas: info@calcoi.com. Herramienta educativa.

Actualizado a julio de 2026